CN105223904B - 存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法 - Google Patents

Abstract

存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法。本发明方法包括：将要求同时结束的工序定义为虚拟工序，所有的虚拟工序定义为一个虚拟工序组；采用逆序分段调度方法，将产品工艺树所有工序紧前、紧后关系取反，然后以虚拟工序为分割点将产品工艺树分为三个部分：虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序，对不存在虚拟工序的工艺树分支，为了使虚拟工序组逆序尽早开始加工可将其放入虚拟工序组后续工序中调度加工；采用逆序动态关键路径策略、逆序调度短用时策略和首次适应调度算法分别确定虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序的调度次序和开始加工时间；采用逆序同时开始策略确定虚拟工序组的开始加工时间。本发明用于单件复杂产品中存在单组多工序同时结束时的逆序调度。

Description

存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法

技术领域：

本发明涉及一种存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法。

背景技术：

针对单件复杂产品中存在单组多工序同时结束的问题已有研究，从获得较优调度结果的目标出发，提出的解决方法：对产品工艺树，分为虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序三部分，分别确定虚拟工序组前续、后续两部分工序的关键路径。然后按多产品拟关键路径法调度虚拟工序组前续工序，再确定虚拟工序同时结束时间，最后再按单产品拟关键路径法调度虚拟工序组后续工序。目前存在单组多工序同时结束的调度方法，由于采取正向调度方法，需迁移虚拟工序使虚拟工序的开始时间向后推迟，导致产品完成时间较长。

在本发明方法使用过程中，用到了逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略。逆序调度动态关键路径策略是从节点工序中优先调度当前最长路径上的根结点工序。逆序调度短用时策略是当最长路径不唯一时，优先调度用时最短的根结点工序，若最长路经的根结点工序中用时最短的根结点工序仍不唯一时，任选其一调度。

发明内容：

本发明的目的是提供一种存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法。针对已有研究中采取将工艺树正序分段调度的方法存在的多次移动虚拟工序导致操作复杂和设备资源空闲的问题，提出存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，将产品工艺树逆序分段调度，并采用逆序同时开始策略以达到减少虚拟工序的移动次数、提高设备利用率的目的。

逆序分段调度策略是为方便虚拟工序逆序同时开始，在产品工艺树紧前、紧后关系取反后，将工艺树分段调度加工。优点分析：针对单组多工序同时结束的要求，若采用正序调度，需多次调整虚拟工序的开始加工时间以保证工序的同时结束，增加了虚拟工序的移动次数；而逆序分段调度方法在将工艺树关系取反分段加工时，容易将同时结束的工序逆序同时开始加工，从而缩短产品的加工时间。

逆序同时开始策略是针对虚拟工序同时结束的要求，在采用逆序分段调度时，以虚拟工序组前序工序结束时间为虚拟工序组同时开始的加工时间。优点分析：采用逆序同时开始策略可使同时结束的虚拟工序逆向同时开始加工，解决了虚拟工序移动导致设备资源空闲和产品加工时间延长的问题，缩短了产品的加工时间。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，该方法主要包括如下步骤：将产品工艺树紧前、紧后关系取反后，将整个产品工艺树分为三个部分：虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序，分别确定虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序中每个节点的路径长度，采用逆序动态关键路径策略、逆序调度短用时策略和首次适应调度算法分别确定虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序的调度次序和开始加工时间；采用逆序同时开始策略确定虚拟工序组的加工时间，即逆序调度时将所有虚拟工序以虚拟工序组前续工序的结束时间同时开始调度加工。

所述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，所述的调度方法具体实施步骤如下：

步骤1：将产品中所有工序紧前、紧后关系取反，即关系取反前工序的紧前工序成为关系取反后该工序的紧后工序；

步骤2：按逆序分段调度策略，将所有工序分为虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序三部分；

步骤3：分别计算虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序中每个节点工序的路径长度；

步骤4：将虚拟工序组前续工序按单产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定调度次序，然后用首次适应调度算法确定工序的开始加工时间；

步骤5：按逆序同时开始策略，将虚拟工序组前续工序的结束时间确定为该虚拟工序组各工序统一的开始加工时间；

步骤6：将虚拟工序组后续工序按多产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定调度次序，然后用首次适应调度算法确定工序的开始加工时间；

步骤7：输出调度结果甘特图。

所述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，所述工艺树所有节点紧前、紧后关系取反后，采用逆序分段调度方法，将所述工艺树所有节点以虚拟工序为分割点分为三部分调度，即虚拟工序组前续工序，虚拟工序组和虚拟工序组后续工序。

所述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，所述的同时结束的工序采用逆序同时开始策略调度加工，即逆序调度时将所有虚拟工序按虚拟工序组前续工序的结束时间同时开始调度加工。

有益效果：

1.本发明通过对存在单组多工序同时结束的问题分析，采用将产品工艺树逆序分段调度的策略，将工艺树所有工序紧前、紧后关系取反后，以虚拟工序为分割点把工艺树分为虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序三部分，从而使同时结束的虚拟工序能够单独调度加工。

2.本发明对同时结束的虚拟工序采用逆序同时开始策略，使虚拟工序在逆序调度加工过程中可以同时开始加工，解决了正序调度虚拟工序需多次移动的问题，提高了设备的利用率。

附图说明：

附图1是本发明的一个简单应用实例图。

附图2是本发明的工艺树图例。

附图3是本发明针对附图2所示工艺树的调度结果甘特图。

附图4是现有技术对附图2所示工艺树的调度结果甘特图。

具体实施方式：

实施例1：

一种存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，在实际应用中有较多应用。附图1是对本发明方法的一个制作消防水箱的简单应用举例，制作过程中脱胶、配胶和涂脱胶剂三个工序，为避免与空气过长时间接触从而污染原料，必须使三个工序同时结束后马上进行手糊成型工序，才能保证产品质量。在实际生产过程中还有很多应用实例，仅以此例作简单说明。

实施例2：

一种存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，其特征是:该方法主要包括如下步骤：将产品工艺树紧前、紧后关系取反后，将整个产品工艺树分为三个部分：虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序，分别确定虚拟工序组前续工序和后续工序中每个节点的路径长度，采用逆序动态关键路径策略、逆序调度短用时策略和首次适应调度算法分别确定虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序的调度次序和开始加工时间；虚拟工序组是多个需同时结束的虚拟工序，逆序调度时将所有虚拟工序以虚拟工序组前续工序的结束时间同时开始调度加工。

实施例3：

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，所述的调度方法具体实施步骤如下：

步骤1：将产品中所有工序紧前、紧后关系取反，即关系取反前工序的紧前工序成为关系取反后该工序的紧后工序；

步骤2：按逆序分段调度策略，将所有工序分为虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序三部分；

步骤3：分别计算虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序中每个节点工序的路径长度；

步骤4：将虚拟工序组前续工序按单产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定调度次序，然后用首次适应调度算法确定工序的开始加工时间；

步骤5：按逆序同时开始策略，将虚拟工序组前续工序的结束时间确定为该虚拟工序组各工序统一的开始加工时间；

步骤6：将虚拟工序组后续工序按多产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定调度次序，然后用首次适应调度算法确定工序的开始加工时间；

步骤7：输出调度结果甘特图。

实施例4：

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，所述工艺树所有节点紧前、紧后关系取反后，采用逆序分段调度方法，将所述工艺树所有节点以虚拟工序组为分割点分为三部分调度，即虚拟工序组前续工序，虚拟工序组和虚拟工序组后续工序。

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，所述的同时结束的工序采用逆序同时开始策略调度加工，即逆序调度时将所有虚拟工序按虚拟工序组前续工序的结束时间同时开始调度加工。

实施例5：

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，基于工艺树逆序分段调度模块：

将产品工艺树中所有工序紧前、紧后关系取反，然后以虚拟工序为分割点，将产品工艺树分为三部分：虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序；然后分别对每一部分调度加工。

实施例6：

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，基于综合调度中选取调度策略模块：

分别确定虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序中每个节点的路径长度，采用逆序动态关键路径策略、逆序调度短用时策略和首次适应调度算法分别确定虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序的调度次序和开始加工时间；虚拟工序组是多个需同时结束的虚拟工序，逆序调度时将所有虚拟工序以虚拟工序组前续工序的结束时间同时开始调度加工，最后输出调度结果甘特图。

实施例7：

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，如附图2所示，即为一个存在单组多工序同时结束的产品G的工艺树图例，图中共有24个工序，可在3台设备上加工，每个工序属性信息不同，矩形框内符号含义为：产品工序名/加工设备名/加工时间，底色青色的长方框为有同时结束要求的工序。

以下将结合附图2中的工艺树图例来对本方法的具体执行流程进行说明。

实施例8：

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，下面将用本调度方法对附图2中的工艺树图例执行调度。方法具体操作步骤如下：

步骤1：将产品G中所有工序紧前、紧后关系取反。

步骤2：按逆序分段调度策略，将所有工序分为虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序三部分。第一部分是以工序{G24}为根节点的虚拟工序组前续工序；第二部分是虚拟工序组中工序；第三部分是5个独立的虚拟产品。

步骤3：分别计算虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序中每个节点的路径长度，如表1、表2所示。

表1 虚拟工序组前续工序节点路径长度

表2 虚拟工序组后续工序节点路径长度

步骤4：虚拟工序组前续工序按单产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定工序的调度顺序为{G24，G23，G21，G20，G16，G18，G22，G17，G19，G12，G14，G15}，采用首次适应调度算法确定开始加工时间，得到加工结束时间为13工时。

步骤5：按同时开始策略，将虚拟工序组前续工序的结束时间确定为该虚拟工序组各工序统一的开始加工时间，加工次序可按设备顺序为{G9，G13，G11}。

步骤6：虚拟工序组后续工序按多产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定工序的调度顺序为{G4，G8，G5，G2，G3，G7，G10，G1，G6},采用首次适应调度算法确定开始加工时间，得到加工结束时间为26工时，产品的正序调度甘特图如图3所示。

实施例9：

上述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，实例对比：

下面将本发明调度方法与现有的较为优秀的存在单组多工序同时结束的调度方法进行实例对比。

附图4为采用现有的较为优秀的存在单组多工序同时结束的调度方法对附图2所示的图例进行调度的结果甘特图，通过对比附图3和附图4可以看出，采用本文提出的方法产品加工完成时间是26工时，采用现有的较为优秀的方法的产品加工完成时间是30工时。之所以本文方法效果更好，是因为本文采用的逆序分段调度策略不仅操作简单易于实现而且逆序同时开始策略解决了正序调度虚拟工序需多次移动导致设备资源空闲的问题，从图中可以明显的看出两种方法对工序的加工顺序有较大的不同，本文方法对同时结束的工序调度加工操作相对简单，且产品总的完成时间较短。

因此，本发明提出的调度方法是对目前存在单组多工序同时结束调度方法的优化。

Claims (2)

1.一种存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，其特征是：该方法主要包括如下步骤：将要求同时结束的工序定义为虚拟工序；采用逆序分段调度方法：将产品工艺树所有工序紧前、紧后关系取反后，所有虚拟工序定义为一个虚拟工序组，以虚拟工序组为分割点，虚拟工序组和产品工艺树叶子之间的工序定义为虚拟工序组后续工序，虚拟工序组和产品工艺树根节点之间的工序定义为虚拟工序组前续工序；计算虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序中每个节点的路径长度；虚拟工序组前续工序按单产品逆序动态关键路径策略确定调度次序，用首次适应算法确定工序的开始加工时间；采用逆序同时开始策略确定虚拟工序组的开始加工时间；虚拟工序组后续工序按多产品逆序动态关键路径策略确定调度次序，用首次适应算法确定工序的开始加工时间；若逆序动态关键路径策略需要调度工序的路径长度相同，则用逆序调度短用时策略确定调度次序。

2.根据权利要求l所述的存在单组多工序同时结束的逆序综合调度方法，其特征是：所述的调度方法具体实施步骤如下：

步骤l：将产品中所有工序紧前、紧后关系取反，即关系取反前工序的紧前工序成为关系取反后该工序的紧后工序；

步骤2：按逆序分段调度策略，将所有工序分为虚拟工序组前续工序、虚拟工序组和虚拟工序组后续工序三部分；

步骤3：分别计算虚拟工序组前续工序和虚拟工序组后续工序中每个节点工序的路径长度；

步骤4：将虚拟工序组前续工序按单产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定调度次序，然后用首次适应调度算法确定工序的开始加工时间；

步骤5：按逆序同时开始策略，将虚拟工序组前续工序的结束时间确定为该虚拟工序组各工序统一的开始加工时间；

步骤6：将虚拟工序组后续工序按多产品逆序动态关键路径策略和逆序调度短用时策略确定调度次序，然后用首次适应调度算法确定工序的开始加工时间；

步骤7：输出调度结果甘特图。